Snímka: U Chicago
Astrofyzici pod vedením University of Chicago Andrey Kravtsov vyriešili trápny rozpor medzi obľúbenou teóriou o tom, ako sa formujú galaxie a tým, čo vidia astronómovia vo svojich ďalekohľadoch.
Astrofyzici zakladajú svoje chápanie toho, ako sa formujú galaxie, na rozšírení teórie veľkého tresku nazývanej teória studenej temnej hmoty. V tejto poslednej teórii sa malé galaxie zrazia a zlúčia, čím spôsobia výbuchy tvorby hviezd, ktoré vytvárajú rôzne typy mohutných a jasných galaxií, ktoré astronómovia dnes vidia na oblohe. (Temná hmota má svoj názov na základe myšlienky, že 85 percent celkovej hmotnosti vesmíru je tvorených neznámou hmotou, ktorá je pre teleskopy neviditeľná, ale ktorej gravitačné účinky je možné merať na svetelných galaxiách.)
Táto teória vyhovuje niektorým kľúčovým údajom, ktoré astrofyzici zhromaždili v posledných rokoch. Nanešťastie, keď astrofyzici pred niekoľkými rokmi spustili simulácie superpočítačov, skončili s 10-krát viac satelitmi tmavej hmoty - zhluky temnej hmoty obiehajúcimi veľkou galaxiou - ako očakávali.
„Problémom bolo, že simulácie nezodpovedajú pozorovaniu vlastností galaxie,“ povedal David Spergel, profesor astrofyziky na Princetonskej univerzite. „Čo predstavuje Andrejova práca, je veľmi pravdepodobné riešenie tohto problému.“
Kravtsov a jeho spolupracovníci našli potenciálne riešenie v nových superpočítačových simuláciách, ktoré opíšu v článku, ktorý sa objaví v 10. vydaní Astrofyzikálneho denníka. „Riešením problému bude pravdepodobne spôsob, akým sa vyvíjajú trpaslicové galaxie,“ Kravtsov povedal s odkazom na malé galaxie, ktoré obývajú okraje veľkých galaxií.
Astrofyzici sa všeobecne domnievajú, že by sa malo potlačiť vytváranie veľmi malých trpasličích galaxií. Je to tak preto, že plyn potrebný na pokračujúcu tvorbu hviezd sa môže zohriať a vytlačiť prvou generáciou explodujúcich hviezd supernovy. Okrem toho ultrafialové žiarenie z galaxií a kvasarov, ktoré začalo naplňovať vesmír približne pred 12 miliardami rokov, zahrieva medzigalaktický plyn a zastavuje prívod čerstvého plynu do trpasličích galaxií.
V simuláciách Kravtsov spolu s Olegom Gnedinom z Inštitútu vesmírneho teleskopu a Anatolijom Klypinom zo Štátnej univerzity v Novom Mexiku zistili, že niektoré z trpasličích galaxií, ktoré sú dnes malé, boli v minulosti masívnejšie a mohli gravitačne zbierať plyn, ktorý oni musia tvoriť hviezdy a stať sa galaxiou.
„Systémy, ktoré sa dnes javia skôr slabé a anemické, mohli v ich slávnych dňoch vytvárať hviezdy relatívne krátko,“ Povedal Kravtsov. „Po období rýchleho hromadného rastu stratili väčšinu svojej hmoty, keď zažili silné prílivové sily zo svojej hostiteľskej galaxie a iných galaxií, ktoré ich obklopujú.“
Tento galaktický? Kanibalizmus? pretrváva aj dnes, s mnohými „kanibalizovanými“? trpasličí galaxie, ktoré sa stanú satelitmi obiehajúcimi v gravitačnom ťahu väčších galaxií.
„Rovnako ako planéty v slnečnej sústave obklopujúcej slnko, aj naša galaxia Mliečna dráha a jej najbližší sused, galaxia Andromeda, sú obklopené asi tuctom slabých trpaslíkov?“ galaxie,? Povedal Kravtsov. „Tieto objekty boli vtiahnuté gravitačnou príťažlivosťou Mliečnej dráhy a Andromedy pred časom počas ich vývoja.“
Simulácie boli úspešné tam, kde iné zlyhali, pretože Kravtsovov tím analyzoval simulácie, ktoré boli časovo tesne spojené s vysokým rozlíšením. Tím umožnil v simuláciách sledovať vývoj jednotlivých objektov. „Je to dosť ťažké a často sa to nerobí pri analýzach kozmologických simulácií. Ale v tomto prípade to bol kľúč k poznaniu toho, čo sa deje a dosiahnutia výsledku ,? Povedal Kravtsov.
Výsledkom je, že scenár studenej temnej hmoty je pevnejší. Vedci sa pokúsili modifikovať hlavné princípy scenára a vlastnosti častíc temnej hmoty, aby sa odstránil do očí bijúci rozpor medzi teóriou a pozorovaním trpasličích galaxií. „Ukazuje sa, že navrhované zmeny priniesli viac problémov, ako vyriešili.“ Povedal Kravtsov.
Simulácie sa uskutočnili v Národnom stredisku pre aplikácie superpočítačov na University of Illinois v Urbane-Champaign s grantmi poskytnutými Národnou vedeckou nadáciou a Národnou leteckou a vesmírnou správou.
Pôvodný zdroj: News of University of Chicago
